CZ302994B6 - Hyaluronová vlákna, zpusob jejich prípravy a použití - Google Patents

Abstract

Rešení se týká zpusobu prípravy vláken na bázi kyseliny hyaluronové, kde se nejprve pripraví zvláknovací roztok kyseliny hyaluronové a/nebo její kovové slouceniny, prípadne obsahující sul kovu nebo slouceninu kyseliny hyaluronové a kovové ionty, dále se zvláknovací roztok zavede do koagulacní lázne obsahující kyselinu, alkohol a max. 10 % hmotn. vody, a prípadne sul kovu, za vzniku vlákna, které se s výhodou nechá odležet v koagulacní lázni a/nebo dlouží, následne se vlákno promyje alkoholem a usuší. Po promytí vlákna lze do vlákna zavést kovové ionty prostrednictvím metalizacní lázne. Rešení se dále týká vláken na bázi kyseliny hyaluronové a/nebo její kovové slouceniny, o prumeru vlákna (monofilu) 4 .mi.m až 1 mm, délkové hmotnosti 0,1 až 30 g/1000 m (0,1 až 30 tex), pevnosti v tahu 0,5 až 3 cN.dtex.sup.-1.n.a pevnosti ve smycce 20 až 80 % pevnosti v tahu. Rešení se týká rovnež kabílku hedvábí, který obsahuje 2 až 50 primárních vláken a použití vláken pro výrobu tkaných i netkaných textilií.

Description

(57) Anotace:

Řešení se týká způsobu přípravy vláken na bázi kyseliny hyaluronové, kde se nejprve připraví zvlákňovací roztok kyseliny hyaluronové a/nebo její kovové sloučeniny, případně obsahující sůl kovu nebo sloučeninu kyseliny hyaluronové a kovové ionty, dále se zvlákňovací roztok zavede do koagulační lázně obsahující kyselinu, alkohol a max. 10 % hmotn. vody, a případně sůl kovu, za vzniku vlákna, které se s výhodou nechá odležet v koagulační lázni a/nebo dlouží, následně se vlákno promyje alkoholem a usuší. Po promytí vlákna lze do vlákna zavést kovové ionty prostřednictvím metalizační lázně. Řešení se dále týká vláken na bázi kyseliny hyaluronové a/nebo jej í kovové sloučeniny, o průměru vlákna (monofilu) 4 pm až 1 mm, délkové hmotnosti 0,1 až 30 g/1000 m(0.1 až 30 tex). pevnosti v tahu 0,5 až 3 cN.dtex^a pevnosti ve smyčce 20 až 80 % pevnosti v tahu. Řešení se týká rovněž kabílku hedvábí, který obsahuje 2 až 50 primárních vláken a použití vláken pro výrobu tkaných i netkaných textilií.

Hyaiuronová vlákna, způsob jejich přípravy a použití

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu přípravy hyaluronových vláken metodou mokrého a sucho—mokrého způsobu zvlákňování, dále pak vláken tímto způsobem pripravitelných, která mají vhodné vlastnosti pro textilní zpracování.

Dosavadní stav techniky

Kyselina hyaiuronová (A) má chemickou strukturu lineárního polyelektrolytu tvořeného opakované se střídajícími jednotkami (3-(l,3)-D-glukuronové kyseliny a β-( 1,4)—;V-acetyl D glukosaminu, které se neustále opakují a tvoří dlouhé řezce ( 4GlcUApi-3GlcNAcpl-)_n. Každá opakující se jednotka má jednu karboxy lovou skupinu, čtyři hydroxylové skupiny a acetamidovou skupinu.

Primární a sekundární hydroxylová skupina je mírně kyselá a může být ionizována působením alkálií, například hydroxidem sodným, kde ale pK₃ je nad hodnotou 14. Karboxylová skupina patří do skupiny středně silných kyselin, které se působením alkálií neutralizují na soli, hyaluronáty, např. hyaluronát sodný. Směs soli a volné kyseliny se pak označuje jako hyaluronan. Například pK_a kyselé formy kyseliny hyaluronové se ve vodě pohybuje okolo 3,45, vO,2M NaCl je 2,95 (L. Lapčíket al.: Chemické listy 85, 281 až 298, 1991).

Kyselina hyaiuronová se vyznačuje velkou molekulovou hmotností 5.10⁴ až 5.10⁶ g.moi'¹, která závisí na zdroji, ze kterého se získává. Tento polysacharid je rozpustný ve formě soli v celém rozsahu pH.

Kyselina hyaiuronová je unikátní biopolymer určený k terapeutickým aplikacím, který získal uznání jako všestranný povrchový materiál zlepšující biokompatibilitu léčebných prostředků. Přehled lze nalézt například v publikaci (S. Dumitriu, Polysaccharides: Structural diversity and functional versatility, Marcel Dekker lne. 1998, ISBN 0824701275).

Polysacharidy se netaví, lze však pro přípravu vláken s úspěchem použít mokrého způsobu zvlákňování, kdy roztok polysacharidů ve vhodném rozpouštědle je protlačován různým typem trysky (kruhová nebo štěrbinová tryska, nebo tryska různého průřezu - hvězdicovitý, sférický trojúhelník apod.) bezprostředně do nerozpouštědla (srážecí lázně), kde dochází k formování vlákna nebo fólie. Popis mokrého způsobu zvlákňování najdeme např. vT.P. Nevelí, S.H. Zeronian: Cellulose Chemistry and its Applications. John Wiley & Sons 1985, str. 455 až 479. nebo: J.E. Mclntyre: The Chemistry ofFibres. Edward Arnold, London 1971, str. 15.

- 1 CZ 302994 B6

Mokrý způsob zvlákňování lze modifikovat na tzv. sucho-mokrý způsob zvlákňování. Používá se např. při zvlákňování některých typů aromatických polyamidů nebo vláken z regenerované celulózy typu Tencell, Lyocell apod. Princip sucho-mokrého způsobu zvlákňování spočívá v tom, že paprsek roztoku polymeru vycházející z trysky před svým vstupem do srážecí lázně prochází vzduchovou mezerou, dlouhou od několika milimetrů po několik centimetrů (tuto techniku popisují např. dokumenty WO 2000/063470, DE 10331342, JP 2008208480). Technika sucho-mokrého zvlákňování dosud nebyla použita k zvláknění hyaluronanu.

Jsou známy způsoby spřádání kyseliny hyaluronové do vlákna, například A. Rupprecht (Acta Chem. Scand., B33, No. 10, 1979) spředl draselnou sůl kyseliny hyaluronové v 75 až 80% ethanolu obsahujícím 0,lM KCI, kde vlákénka stočil do disku, takže se sušením slepila do filmu obsahujícího „prostorově orientovanou kyselinu hyaluronovou. Tento způsob vláknění samozřejmě nevedl k textilně zpracovatelným vláknům.

Dále E.D.T. Atkins et al. (Biochem. J. 128, 1255 až 1263, 1972) připravil modelová vlákna z kyseliny hyaluronové a hyaluronátu sodného tak, že nejprve připravili fólii, kterou nařezali na tenké proužky. U těchto „modelových vláken“¹ řezaných z fólií (a dloužených) stanovili pomocí rentgenové strukturní analýzy krystalovou modifikaci (včetně rozměrů elementární krystalové buňky). Zjistili, že nedloužené vlákno z hyaluronátu sodného mělo elementární buňku v hexagonální krystalové soustavě a antiparalelní uspořádání makromolekul za předpokladu vodíkových vazeb mezi amidovými skupinami acetylovaného glukosaminu. Rozměr základny: a= 1,17 nm, (event. 2,02 nm). Průměr průřezu makromolekuly cca 0,673 nm. Rozměr c elementární buňky (ve směru osy vlákna) byl 2,85 nm.

Dále zjistili, že kondicionováním - klimatizací - vláken na bázi hyaluronátu sodného při 60 °C a za 75% relativní vlhkosti docházelo ke vzniku nové hexagonální krystalické mřížky, a = 1,87 nm, při zachování c = 2,85 nm. Změna typu mřížky (při zachování krystalové modifikace) je známá i u jiných vláken - polymerů - např. celulóza v bavlněném vláknu.

Tentýž autor určil u vláken připravených z kyseliny hyaluronové (kyselá forma) monoktinickou krystalografickou soustavu s rozměrem elementární buňky a= 1,96 nm (není ale plně definována).

Tím, že hyaluronany jsou silně hygroskopické a rozpustné ve vodě, jsou prostorové útvary málo odolné proti vodě, což je hlavní technický problém výroby vláken (mikro i nanovláken), příze, netkaných textilií, scafoldů, membrán apod.

Technicky se tento problém řeší tak, že se používají méně rozpustné deriváty kyseliny hyaluronové, obvykle estery (např. US patenty US 4 851 521, US 4 965 353 a US 5 676 964) a že se připravují obvykle netkané textilie (například US patent US 5 520 916). Esterifikována je část karboxylových skupin kyseliny hyaluronové a nebo všechny (HA-COOH -> HA-COOR). Například patent US 5 824 335 popisuje přípravu netkaných textilií z esterů kyseliny hyaluronové, zejména z benzylesteru.

Dále například WO 98/08876 popisuje přípravu příze z esterů kyseliny hyaluronové. Například tetrabutylamonná sůl kyseliny hyaluronové se rozpustí v DMSO (dimethyslulfoxid) spolu s PhCFhBr a provede se alky lační reakce za vzniku esteru, který se z tohoto DMSO roztoku spřádá do příze, která má více tzv. elementárních vláken.

Použití esterů vede k tomu, že se zablokuje karboxyl, a tím se mění prostorové uspořádání vláken. Rovněž se tím změní afinita enzymu hyaluronidázy ajeho biologické vlastnosti.

Při zkoumání polysacharidů ajejich modifikací se totiž nesmí zapomenout na jejich strukturu, kterou zaujímají ať už v polárních, či nepolárních prostředích. Pro hyaluronan platí, že je praktic-2CZ 302994 B6 ky nerozpustný v nepolárních rozpouštědlech. S touto chemií je spojena tzv. supramolekulámí chemie. Vnitřní strukturu polysacharidu je nezbytné znát proto, že vlivem především vnitřních a vnějších vodíkových vazeb zaujme polymer v prostředí určitou sekundární a terciární strukturu. O vodíkových vazbách platí, že jsou to sice vazby slabé, ale vzhledem k faktu, že se jich od každé jednotky může například u kyseliny hyaluronové ustavit velké množství, je jasné, že se utvoří velmi složité prostorové útvary, kde se jednotlivé molekuly propletou a zabalí do sebe. Vodíkovými vazbami se rovněž napojí na póly sacharid molekuly rozpouštědla (například vody), což způsobí, že v ložíme-li póly sacharid do vody, tak začne bobtnat a zvětšovat svůj objem.

io Hyaluronan na sebe váže velké množství vody, a to velice pevně, kde A. Donati et al. (Biopolymers 59, 434-445, 2001) popisují, že ve skutečnosti vodíková vazba mezi karboxylátovou skupinou a skupinou acetamidovou je zprostředkována molekulou vody. Velmi zajímavé je to, že hodnota aktivního koeficientu Na* kationu (0,7 až 0,8) naznačuje, že jen málo karboxylových skupin váže sodné ionty (karboxylové skupiny jsou blokovány vodíkovou vazbou). Jelikož každá monomemí jednotka kyseliny hyaluronové obsahuje jednu karboxylovou skupinu, pak by teoreticky měla být výborně rozpustná ve vodě, za vzniku roztoků s nízkou viskozitou. Tak tomu ovšem není. Již roztoky o nízké koncentraci kyseliny hyaluronové, resp. hyaluronanu mají vysokou viskozitu.

V práci Jacoboniho (Journal of Structural Biology 126, 52 až 58, 1999) se píše, že při koncentracích kyseliny hyaluronové nad 1 mg/ml se ve vodě ustavuje třídimenzionální síť (molekulová hmotnost 2 MDa). Sušením vznikne opět síť, kde ale kvalita této sítě závisí na rychlosti sušení. Tuto síť ovšem formovali na povrchu grafitu a nebo slídy (existují dva typy: křemičitan hlinito— draselný a křemičitan hlinito-draselný asi s 20 % MgO). Bohužel pro nízkomolekulámí kyselinu hyaluronovou (170 až 640 kDa) tvorbu žádné sítě nepozorovali. Nízkomolekulámí molekuly kyseliny hyaluronové vykazovaly silnou tendenci samo-agregace do spirálovitých útvarů. Jiné starší práce pomocí např. cirkulámího dichroismu dokazují, že základem sítě kyseliny hyaluronové je šroubovice skládající se ze dvou molekul (dvojšroubovice) (P.W. Staskus: Biochemistry 27(5), 1528 až 34, 1988). Novější práce Feng Qian a kolektiv (Gaofenzi Cailiao Kexue Yu

Gongcheng, 20(1), 146 až 148, 2004) charakterizuje roztoky kyseliny hyaluronové jako třídimenzionální dendrimery s vlákénky 45 až 95 nm a fyzikálním popisem pomocí fraktálu.

Existují práce, které tvrdí, že uvnitř prostorových útvarů kyseliny hyaluronové existují také hydrofobní interakce (J.E. Scott et al.: Biochem. J. 274, 699 až 705, 1991). Patrně jsou tvořeny „prostorovou orientací“ acetamidových skupin (methylů). Dokonce snad, že tyto hydrofobní interakce hrají při tvorbě dvoudimenzionálních planámích útvarů hlavní roli, protože tyto hydrofobní interakce (s mezivrstvou vody) od sebe oddělí jednotlivé vrstvičky na větší vzdálenost (I. Jacoboni et al.: Journal of Structural Biology 126, 52 až 58, 1999). Zde je nutné připomenout termodynamiku, neboli že hydrofobní skupiny ve vodě rozpustných polymerů (obecně pojato) se snaží zaujmout ve vodě takovou kon formaci, aby řepu I zní síly (voda-polymer) byly co nej menší a často výsledek závisí na koncentraci (jinak řečeno, aby povrch hydrofobní domény byl ve styku s vodou co nejmenší).

Jiné postupy jsou založeny na přípravě derivátů kyseliny hyaluronové, které obsahují funkční skupiny schopné crosslinkování (zesítění). Například deriváty obsahující thiolovou skupinu, která oxidací síťuje 2 HA-SH -> HA-S-S-HA. Například publikace Liu Yanchun et al„ Biocompatibility and stability of disulfide-crosslinked films. Bíomaterials (2005), 26(23), 4737 až 4746 popisuje přípravu filmů z thiol-modifikované kyseliny hyaluronové, kdy zesítění, neboli tvorby disulfidických můstků, se docílí působením 0,3% peroxidem vodíku. Dokument

WO 2008/077172 popisuje proces, kde hyaluronová kyselina obsahující thiolovou skupinu byla rozpuštěna ve fosfátovém pufru, částečně zesítěna působením kyslíku a použita pro zvýšení přírůstku jizvové tkáně.

Zesítění lze dosáhnout také působením zesíťujícího činidla, například divinyslulfonu (WO 2006/056204), aldehydů (US 4 713 448) nebo vícefunkčních epoxy sloučenin

-3 CZ 302994 B6 (EP 0 161 887). Dokument KR 2008062092 popisuje přípravu příze metodou mokrého spřádání, kde kyselina hyaluronová a nebo její derivát se rozpustí ve směsi dimethyslulfoxidu a vody a spřede se do příze v koagulačním roztoku (ethanol a N,N-dimethylformamid (DMF). Tato příze se posléze zesíťuje, podle autorů pouze na povrchu. Opět platí, že se tím mění biologické vlastnosti kyseliny hyaluronové, navíc použití DMF je velmi nevhodné, protože jako případná zbytková nečistota silně ovlivňuje viabilitu buněk.

Japonský dokument JP 2007262595 popisuje přípravu gelu smícháním kyseliny hyaluronové, zesíťujícího činidla (glutaraldehyd) a katalyzátoru (HCI), který se spřede technikou protlačování (extruze).

Další možností je vytvořit „hybridní“ vlákno sestávající z anionického polymeru - kyseliny hyaluronové a polymeru majícího katonický charakter. Například publikace Jou Chi-Hsiung etal., Journal of Applied Polymer Science (2007), 104(1), 220 až 225 popisuje roubování PET vláken kyselinou akrylovou, posléze roubování chitosanem esterifikační reakcí a posléze po vrstvení kyselinou hyaluronovou. Dokument WO 2007/006403 popisuje přípravu vláken z derivátů kyseliny hyaluronové a gellanu. Publikace Yamane Shintaro et al., Biomaterials (2004), Volume Dáte 2005, 26(6), 611 až 619 popisuje přípravu hybridních vláken chitosan/kyselina hyaluronová. Dále studie Funakoshi, Tadanao et al„ Journal of Biomedical Materials Research, Part A (2005), 74A(3), 338 až 346 tvrdí, že hyaluronová vlákna mají lepší mechanické vlastnosti. Korejský dokument KR 2007118730 popisuje přípravu nanovláken elektrospinningem z chitosanu, která jsou impregnována kyselinou hyaluronovou.

Dále patent US 2002026039 popisuje přípravu příze extruzí esterů kyseliny hyaluronové v kombinaci s jinými bio-kompatibilními polymery, jako jsou PTFE, polyglykolová kyselina, polymléčná kyselina a podobně.

Japonský dokument JP 02014019 popisuje přípravu mikrovláken rozprašováním tryskou, kde kyselina hyaluronová 0,7, hydroxy apatit 0,7 a voda 98,6 % jsou smíchány dohromady a z této směsi je vyrobeno vlákno o průměru cca 10 pm.

Všechny tyto postupy mají ovšem opět tu nevýhodu, žeje zde změněna struktura kyseliny hyaluronové, a tudíž jsou změněny i její vlastnosti, včetně biologických. Zejména se pak jedná o chemickou přeměnu karboxylové skupiny, kde, jak už bylo konstatováno výše, změní se afinita enzymu hyaluronidasy k hyaluronanu (S.P, Zhong et al, Biodegradation ofhyaluronic acid derivatives by hyaluronidase, Biomaterials 1994, 15(5), 359 až 365; Eun Ju Oh et al., Target specific and longacting delivery of protein, peptide, and nukleotide therapeutics using hyaluronic acid derivatives, Journal of Controlled Release 141 (2010) 2 až 12). Obecně platí, že ať už je kyselina hyaluronová (HA) jakkoliv chemicky modifikována, může to změnit její afinitu ke všem receptorům a enzymům, které s HA v tkáni reagují. Takže např. tyto modifikace HA mohou mít vliv i na rozpoznávání HA buňkami (konkrétně na interakce HA a receptor CD44, RHAMM a jiné). V následující publikaci jsou přesně popsány interakce HA a CD44 pomocí NMR. Z tohoto Článku je vidět, že COOH a N-acetyl skupiny hrají v rozpoznávání HA pomocí CD44 roli. (Suneale Banerji et al., Structures of the Cd44-hyaluronan complex provide insight into a fundamental carbohydrateprotein interaction, NÁTUŘE STRUCTURAL & MOLECULAR BIOLOGY 14 (3) (2007) 234 až 239).

Existuje ale práce (Xuefen Wang et al„ Polymer 45(13), 4853 až 4867, 2005), kde se připravuje z kyseliny hyaluronové membrána skládající se z nanovláken metodou „blowing-assisted electro-spinning“. Utvořená membrána se vloží do lázně obsahující ethanol/HCI/^O při 4 °C po dobu 1 až 2 dny a tato je pak odolná vůči vodě po dobu přibližně jednoho týdne. Tuto odolnost přičítají autoři na základě výsledků IR spektroskopie vzniku dalších vnitřních vodíkových vazeb vedoucích k zesítění. Už dříve bylo tvrzeno na základě nejrůznéjších fyzikálních měření, že snížení pH roztoků kyseliny hyaluronové vede k vytvoření dvojité spirály (např. práce Hofmann H„

-4CZ 302994 B6

Schmut O., Albrecht von Graefe’s archive for clinical and experimental ophtalmology (1976), 198(1), 95 až 100); Atkins E.DT. et al., Biochemical Journal (1971), 125(4), 92).

Japonský dokument JP 2010138276 A popisuje přípravu jednoduché nitě z kyseliny hyaluronové bez použití crosslinkaěního činidla, kde proces zahrnuje kontakt roztoku kyseliny hyaluronové a dehydratační kapaliny za tvorby membrány na rozhraní těchto dvou kapalin, kde následuje „tažení“ této membrány za tvorby jednoduché nitě. Tento dokument ale bohužel nepopisuje, zda je vlákno zpracovatelné obvyklými textilními technikami.

Zabudování vícevalentních kationů (takových jako Cu²\ Fe³⁺, Cr³⁺, apod.) do kyseliny hyaluronové vede k tzv. crosslinkování (zesítění) kyseliny hyaluronové zapříčiněné tvorbou vazeb mezi karboxy lovým i skupinami kyseliny hyaluronové a vícevalentním kationem kovu. V závislosti na stupni zesítění (100% zesítění např. u Fe³⁺ kationu znamená, že jeden Fe³⁺ kation je navázán na tři karboxylové skupiny, kde každá pochází od jedné disacharidické jednotky kyseliny hyaluronové, a kde všechny karboxylové skupiny kyseliny hyaluronové jsou navázány na kov) dochází ke zvyšování viskozity vodných roztoků takto upravené kyseliny hyaluronové, až nakonec k tvorbě gelů (J.W. Kuo, Practical Aspects of Hyaluronan Ba sed Medical Products, Boston, Massachusetts, Published in 2006 by CRC Press, Taylor & Francis Group). Je celkem zřejmé, že kyselina hyaluronová se chová jako vícedentátní ligand (vedle karboxylových skupin obsahuje také hydroxylové skupiny a acetamidové skupiny), takže s kationty přechodových kovů vytváří rovněž kovokomplexní sloučeniny. Zajímavá situace může nastat u zinečnatého kationu, protože zinek není přechodový kov, takže jeho schopnost vytvářet komplexní sloučeniny je vůči většině anionů méně výrazná než například u mědi. Naopak se u něho projevuje snaha vázat nadbytečné hydroxylové ionty. Dalším velmi zajímavým kovem je kobalt. Je to přechodový kov, kde velká většina jednoduchých sloučenin kobaltu se odvozuje od dvoj mocného a většina komplexních sloučenin od trojmocného kobaltu. Hydratované soli (např. CoC1₂.6H₂O, Co(NO₃)₂.6H₂O, C0SO4.7H2O, Co(CH₃COO)2.4H₂O) jsou dobře rozpustné ve vodě. Ale přesně vzato nejde u hydratovaných sloučenin již o jednoduché soli, nýbrž o akvosoli, tedy sloučeniny koordinační. Amoniakální roztoky solí kobaltnatých solí mají také sklon se oxidovat na soli kobaltité, kde oxidace probíhá již vzdušným kyslíkem. Kobaítitý kation posléze s vícedentátními ligandy utváří velmi stabilní kovokomplexní sloučeniny (Remy H., Anorganická chemiell., SNTL Praha 1971).

Zatím není známo vlákno z čisté kyseliny hyaluronové, nebo její farmaceuticky přijatelné kovové sloučeniny (soli, komplexy, apod.) (sodné, draselné, lithné, vápenaté, hořečnaté, měďnaté, manganaté, zinečnaté, chromité, železité, železnaté, kobaltnaté, kobaltité nebo směsi těchto kationtů), které by mělo vlastnosti textilního vlákna, tj. vlákna, ze kterého by se daly připravit tkaniny či pleteniny. Dokument WO 2009/050389 popisuje přípravu příze metodou mokrého zvlákňování, kde tato příze obsahuje kyselinu hyaluronovou v kyselé formě, kyselinu octovou a vodu a je částečně rozpustná ve vodě. Příprava vlákna sestává z následujících kroků: a) příprava vodného roztoku kyseliny hyaluronové, nebo její soli, nejlépe sodné, kde koncentrace kyseliny hyaluronové je vyšší než 0,8 %, nejlépe v rozmezí 1 až 2 % hmotn.; b) protlačení roztoku tryskou do spřádací lázně; c) vytvoření vlákna v lázni, která sestává z kyseliny octové a vody, kde koncentrace kyseliny octové je vyšší než 80 %, lépe nad 90 %, nejlépe pak 99 %. Získaná příze má průměr vetší než 100 pm. Autoři tohoto dokumentu tvrdí, že vlákna připravená jejich postupem lze použít pro tkané i netkané textilie. Ve skutečnosti pro svoji malou pevnost (přetržení podle srovnávacího příkladu 10 nastane při zatížení cca 67 MPa) nejsou použitelná pro přípravu tkanin Či pletenin, takže jsou použitelná pouze pro přípravu netkaných textilií. U standardně vyráběných textilních vláken se pevnosti pohybují v následujících intervalech: celulózová vlákna 1,8 až 2,7 cN.dtex’; syntetická vlákna nad 4 cN.dtex^-1; variační koeficient do 10%.

Předkládaný vynález tak odstraňuje tento nedostatek pevných hyaluronových vláken na trhu určených pro přípravu tkanin a pletenin obvyklými textilními postupy: tkaní, pletení, paličkování - ruční i strojní, příprava netkaných textilií především zpevňováním rouna, např. vpichováním.

-5 CZ 302994 B6

Pevnost vlákna ve smyčce (uzlu) by měla být cca 80 % pevnosti vlákna bez deformace. To platí především pro tkaní, pletení a paličkování. Pro netkané textilie není pevnost ve smyčce zas až tak rozhodující.

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je způsob přípravy vláken na bázi kyseliny hyaluronové a/nebo její kovové sloučeniny, kde podstata způsobu spočívá v tom, že se připraví zvlákňovací roztok obsahující kyselinu hyaluronovou a/nebo její kovovou sloučeninu, který se následně zvlákní v koagulaČní (srážecí) lázni obsahující alkohol a kyselinu, vlákno se pak promyje a po promytí se vlákno usuší.

Způsob podle vynálezu se provede tak, že se nejprve připraví zvlákňovací vodný roztok kyseliny hyaluronové a/nebo kovové sloučeniny kyseliny hyaluronové obsahující 0,001 až ION báze a 0,01 až 8% hmotn. kyseliny hyaluronové a/nebo její kovové sloučeniny; následně se roztok zvlákní tryskou do koagulační lázně obsahující 1 až 99% hmotn. alkoholu, 1 až 99% hmotn. kyseliny a maximálně 10 % hmotn. vody, následně se vlákno promyje alkoholem a usuší.

S výhodou se může po zvláknění v koagulační lázni provést alespoň jeden z kroků vybraných ze skupiny zahrnující zrání vlákna v koagulační lázni a dloužení vlákna.

Zvlákňovací roztok podle jednoho provedení vynálezu obsahuje kyselinu hyaluronovou a/nebo její kovovou sloučeninu a bázi vybranou ze skupiny zahrnující LiOH, NaOH, KOH, LÍ2CO3, NaiCO^, K₂COs, L1HCO3, NaHCO} a KHCO3, koagulační lázeň obsahuje alkohol vybraný ze skupiny zahrnující methanol, ethanol, 1-propanol a 2-propanol, a kyselinu vybranou ze skupiny zahrnující kyselinu mravenčí, octovou, propionovou nebo jejich směs, promytí se provede uložením do alkoholové lázně nebo promytím alkoholem, kde alkohol je vybrán ze skupiny zahrnující methanol, ethanol, 1-propanol a 2-propanol, a vysušení se provede stáním na vzduchu nebo v atmosféře dusíku nebo CO₂ po dobu I hodiny až 5 dní při teplotě 20 až 80 °C. Zvlákňovací roztok lze připravovat jednak pod vzdušnou atmosférou a dále s výhodou pod inertní atmosférou, např. pod dusíkem nebo argonem.

Postup přípravy zvlákňovacího roztoku je s výhodou takový, že se nejprve připraví roztok báze o koncentraci 0,001 až 10 N, a do tohoto roztoku se vnáší postupně za míchání kyselina hyaluronová a/nebo její kovová sloučenina tak, aby vznikl roztok o koncentraci 0,01 až 8 % hmotn. kyseliny hyaluronové a/nebo její kovové sloučeniny, dále tak, aby celkový obsah přechodných kovů v roztoku byl maximálně 10 mg na 1 kg hyaluronanu, a výsledný roztok se pak míchá po dobu 20 minut až 10 hodin za teploty 18 až 35 °C do vzniku homogenního roztoku.

Maximální celkový obsah přechodných kovů (Fe²', Fe³¹, Co²\ Co^3í, Cu²⁺ a Cr³⁺) ve zvlákňovacím roztoku je 10 mg na 1 kg hyaluronanu, protože tyto polyvalentní ionty mohou ve vyšší koncentraci kyselinu hyaluronovou (hyaluronan) síťovat (crosslinkovat) na gel, který nelze zvláknit.

Výchozí kyselina hyaluronová a/nebo její kovová sloučenina (Li⁺, Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cr³⁺, Mn²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Co , Co³⁺, Cu²⁺, Zn^2í) má molekulovou hmotnost v rozmezí 100 kDa až 3 MDa (stanovenou obvyklou metodou SEC-MALLS, Size-Exclusion Chromatography coupled to Multi-Angle Laser Light Scattering, tato metoda je dobře popsána např. v publikaci: Bezáková, Z. et al., Effect of microwave irradiation on the molecular and structural properties of hyaluronan. Carbohydrate Polymers 2008, 73, (4), 640 až 646).

V dalším provedení může zvlákňovací roztok dále obsahovat sůl kovu. Lze přidat jakékoli množství soli kovu až po maximální rozpustitelné v daném roztoku, přičemž však množství přechodného kovu může být maximálně 10 mg/1 kg celkového množství kyseliny hyaluronové ajejí kovové sloučeniny, aby nedocházelo k zesítění hyaluronanu za vzniku gelu, který nelze zvláknit. Vhodnou solí kovu může být sůl kovu, která je rozpustná ve vodě za neutrálních až alkalických

-6CZ 302994 B6 podmínek, s výhodou sůl obsahující kationty kovu vybrané ze skupiny zahrnující Li*, Na\ K⁺, Ca²*, Mg²*, Cr³*, Mn²*, Fe²*, Fe³*, Co²⁺, Co”, Cu²*, Zn²⁺ a jejich směsi. Soli kovů jsou s výhodou vybrány ze skupiny zahrnující hydroxidy, uhličitany hydrogenuhličitany, octany, mravenčeny, chloridy, sírany, fluoridy, dusičnany a hydráty těchto solí. V tomto provedení vynálezu se zvlák5 novací roztok připraví s výhodou tak, že se nejprve připraví roztok báze vybrané ze skupiny zahrnující LiOH, NaOH, KOH, Li₂CO₃, Na₂CO₃, K₂CO₃, LÍHCO3, NaHCO₃ a KHCO₃, o koncentraci báze 0,001 až 10 N, a do tohoto roztoku se vnáší postupně za míchání kyselina hyaluronová a/nebo její kovová sloučenina tak, aby vznikl roztok o koncentraci 0,01 až 8 % hmotn. kyseliny hyaluronové a/nebo její kovové sloučeniny. K tomuto roztoku se pak přidá sůl kovu tak, io aby celkový obsah přechodných kovů byl maximálně 10 mg na 1 kg hyaluronanu, za tvorby roztoku sloučeniny obsahující kyselinu hyaluronovou a kovové ionty, který se pak míchá po dobu 20 minut až 10 hodin za teploty 18 až 35 °C do vzniku homogenního roztoku vhodného pro zvlákňování. Tento roztok lze připravovat jednak pod vzdušnou atmosférou a dále s výhodou pod inertní atmosférou, např. pod dusíkem nebo argonem. S výhodou se vlákno po zvláknění ponechá odležet v koagulační lázni. S výhodou se po zvláknění nebo po odležení vlákna v koagulační lázni vlákno dlouží.

Zde používaný termín „sloučenina obsahující kyselinu hyaluronovou a kovové ionty“ zahrnuje jakoukoliv sloučeninu obsahující kyselinu hyaluronovou a ionty kovu či kovů včetně solí a kovokomplexních sloučenin. Povaha vazby mezi iontem kovu a kyselinou hyaluronovou závisí na kovu, obvykle se jedná o vazbu iontovou, kovalentní (iontově-kovalentní) či koordinačněkovalentní. Uvedený termín zahrnuje i sloučeniny obsahující ionty více než jednoho kovu. Kovy jsou s výhodou vybrány ze skupiny zahrnující lithium, sodík, draslík, vápník, hořčík, měď, mangan, zinek, chrom, železo a kobalt.

V dalším provedení může koagulační lázeň navíc obsahovat jednu nebo více solí kovu. Vhodnou solí kovu může být sůl kovu, která je rozpustná v koagulační lázni, s výhodou sůl obsahující kationty kovu vybrané ze skupiny zahrnující Li*. Na*, K⁺, Ca²*, Mg²*, Cr³⁺, Mn²⁺, Fe²*, Fe³⁺, Co²⁺, Co³*, Cu²*, Zn²* a jejich směsi. Soli kovů jsou s výhodou vybrány ze skupiny zahrnující hydroxí30 dy, uhličitany, hydrogenuhličitany, octany, mravenčany, chloridy, sírany, fluoridy, dusičnany a hydráty těchto solí, v koncentraci 0,01 až 10 N. V jednom výhodném provedení obsahuje koagulační lázeň roztok soli kovu/kovů (např. Ca²⁺) ve směsi 5 až 95 % hmotn. alkoholu, 5 až 95 % hmotn. kyseliny a maximálně 10 % hmotn. vody.

V ještě dalším provedení se s výhodou může promyté nebo promyté a usušené vlákno, dloužené či s výhodou nedloužené, na bázi kyseliny hyaluronové a/nebo její kovové sloučeniny, uložit do „metalizační lázně“ obsahující sůl polyvalentního kovu Mn², Ca²*, Cr³*, Fe²*, Fe³ , Co²*, Co³⁺, Cu²*, Zn²* a jejich směsi o koncentraci 5.10 ⁵ až 1.10² Μ, 1 až 99 % hmotn. kyseliny vybrané ze skupiny zahrnující kyselinu mravenčí, octovou, propionovou nebo jejich směs. a maximálně

10 % hmotn. vody; nebo sůl polyvalentního kovu Mn²*, Ca²*, Cr³*, Fe²*, Fe³*, Co²*, Co³*, Cu²*,

Zn²* a jejich směsi o koncentraci 5.1Ο’⁵ až 1.10”¹ Μ, 1 až 99% hmotn. alkoholu a maximálně 10 % hmotn. vody, a případně bází vybranou ze skupiny zahrnující LiOH, NaOH, KOH, Li₂CO₃, Na?CO₃, K₂CO₃, LiHCO₃, NaHCO₃ a KHCO₃ v koncentraci 5.10 ³ až 1 N. Solí polyvalentního kovu (Mn²*, Ca²⁺, Cr³⁺, Fe²⁺, Fe³*, Co²⁺, Co³*, Cu²*, Zn²*) se rozumí jejich octany, mravenčany, chloridy, sírany, fluoridy, dusičnany a hydráty těchto solí. Postup je takový, že se promyté a nebo promyté a usušené vlákno, dloužené či s výhodou nedloužené, na bázi kyseliny hyaluronové a/nebo její kovové sloučeniny zavede do metabolizační lázně, která umožní do vlákna zavést další kovy, poté se vlákno promyje a usuší. Vlákno se v metalizační lázni ponechává po dobu 20 minut až 21 dní.

V dalším provedení může zvlákňovací roztok obsahovat 0,001 až 10 N báze, 0,01 až 8 % hmotn. kyseliny hyaluronové a/nebo její kovové sloučeniny a sloučenin pocházejících z již připravených vláken kyseliny hyaluronové, rozpuštěných ve zvlákňovacím roztoku, s obsahem kovu vybraného ze skupiny zahrnující Li*, Na*, K*, Ca²*, Mg²*, Cr³*, Mn²*, Fe²*, Fe³*, Co²*, Co³*, Cu²*, Zn²*, kde obsah přechodných kovů ve zvlákňovacím roztoku je maximálně 10 mg na 1 kg celkově vnese-7CZ 302994 B6 ného hyaluronanu, protože tyto polyvalentní ionty mohou ve vyšší koncentraci kyselinu hyaluronovou (hyaluronan) síťovat (crosslinkovat) na gel, který nelze zvláknit.

V tomto provedení vynálezu se zvlákňovací roztok připraví s výhodou tak, že se nejprve připraví roztok báze vybrané ze skupiny zahrnující LiOH, NaOH, KOH, Li₂CO% Na_?CO₃, K₂CO₃, LiHCOj, NaHCO₃ a KHCO₃, o koncentraci báze 0,001 až 10N, a do něj se vnáší postupně za míchání sloučenina obsahující kyselinu hyaluronovou a kovové ionty a/nebo kyselina hyaluronová a/nebo její kovová sloučenina, tj. již připravená vlákna kyseliny hyaluronové s obsahem kovu, tak, aby vznikl roztok o koncentraci 0,01 až 8 % hmotn. sloučeniny obsahující kyselinu hyaluronovou a kovové ionty a/nebo kyseliny hyaluronové a/nebo její kovové sloučeniny, kde obsah přechodných kovů je maximálně 10 mg na 1 kg hyaluronanu. Roztok se pak míchá po dobu 20 minut až 10 hodin za teploty 18 až 35 °C do vzniku homogenního roztoku vhodného pro zvlákňování. Tento roztok lze připravovat jednak pod vzdušnou atmosférou a dále s výhodou pod inertní atmosférou, např. pod dusíkem, nebo argonem. S výhodou se vlákno po zvláknění ponechá odležet v koagulační lázni. S výhodou se po zvláknění nebo po odležení vlákna v koagulační lázni vlákno dlouží.

Kyselina hyaluronová (HA) se, podobně jako jiné polysacharidy, netaví, ale lze s úspěchem použít mokrého a sucho-mokrého způsobu zvlákňování, kdy roztok kyseliny hyaluronové a/nebo její kovové sloučeniny ve vhodném rozpouštědle je protlačován různým typem trysky (kruhová nebo štěrbinová tryska, nebo tryska různého průřezu - hvězdicovitý, sférický trojúhelník apod.) bezprostředně do nerozpouštědla (koagulační lázně), kde dochází k formování vlákna. Zjistili jsme, že když se rozpustí sůl kyseliny hyaluronové a nebo její kyselá forma ve vodě za přítomnosti báze, vznikne tak alkalický roztok hyaluronanu, který má hodnotu zdánlivé viskozity závislou na molekulové hmotnosti (M_w) rozpuštěného hyaluronanu a že tato hodnota silně závisí na době stání tohoto roztoku v čase. Stáním tohoto roztoku v čase dochází postupně ke štěpení molekul hyaluronanu a vzniká tak roztok o nižší viskozitě, který je možné protlačit tryskou do koagulační (zvlákňovací) lázně, kde vznikne tzv. nedloužené vlákno. Nej podstatnější pro přípravu pevných vláken ovšem je, že při tečném napětí (tečném tlaku), které odpovídá smykové rychlosti 1000 s'¹, jsou hodnoty zdánlivé viskozity roztoků, které stály různě dlouho, v podstatě stejné (okolo 0,54 Pa.s, při teplotě 20 °C). Znamená to, že při vhodném mechanickém uspořádání lze zvláknit i hyaluronan o vysoké molekulové hmotnosti.

Protože koagulační lázeň je kyselá, převede se alkalická sůl kyseliny hyaluronové na kyselou formu (HA-COOMe -> HA-COOH) a stáním vlákna v této lázni dochází postupně ke vzniku souboru vodíkových vazeb, které přemění „volnou“ karboxylovou skupinu na karboxylovou skupinu zapojenou do tohoto systému H-vazeb a tím k postupnému zvyšování odolnosti vzniklého vlákna vůči vodě, čili ke zvyšování nerozpustnosti, a ke zvyšování pevnosti tohoto vlákna.

Nezbytná je přítomnost alkoholu v koagulační lázni, protože při jeho vhodné koncentraci neplave vlákno na povrchu lázně, ale klesá ke dnu a nedochází kjeho slepování. Zjistili jsme, že přítomnost alkoholu v koagulační lázni má také zásadní vliv na tvar molekuly kyseliny hyaluronové v této lázni a potažmo na pevnost vlákna. V koagulační lázni, která obsahuje kyselinu octovou, vodu a alkohol, vykazují molekuly kyseliny hyaluronové zřetelně nižší difúzi než v lázni skládající se pouze z kyseliny octové a vody. Nižší difúze (menší difúzní koeficient) je zřejmě způsobená tím, že se zvětší hydrodynamický průměr molekuly. Zatímco v kyselině octové a vodě se molekula „sbalí“ do kuličky, přítomnost alkoholu naopak způsobí, že si molekula zachová tvar lineární šroubovice, což je útvar, ze kterého se pak mnohem lépe vytváří kontinuální vlákno, které má podstatně vyšší pevnost.

Připravený roztok hyaluronanu se zvlákňuje s výhodou tryskou průměru 0,05 až 1,6 mm, a to buď jako monofil nebo tryskou s více otvory do koagulační lázně. Při zvláknění tryskou s více otvory se získá kabílek hedvábí, který obsahuje 2 až 50 primárních vláken.

-8CZ 302994 B6

Zvlášť dobře se osvědčuje „gravitační“ způsob zvlákňování, kdy zvlákňovací tryskaje umístěna vertikálně a tvořící se vlákno je gravitační silou formováno a dlouženo gravitační silou bez napětí ve zvlákňovací lázni po dráze 1 až 5 m. Tvořící se vlákno se může volně ukládat na dně zvlákňovací šachty, nebo může být navíjeno na vhodnou cívku. Doba prodlevy tvořícího se vlákna v k o agu lační lázni je 1 s až 48 h.

Zvlákňovat je možné i způsobem sucho-mokrým, kde vzdušná pasáž před vstupem proudu zvlákňovaného roztoku do koagulační (zvlákňovací) lázně je 1 až 200 mm.

Jako kyselinu lze použít organickou nebo anorganickou kyselinu nebo jejich směsi. Organická kyselina je s výhodou vybrána ze skupiny zahrnující kyselinu mravenčí, octovou, propionovou ajejich směsi. Anorganickou kyselinou je s výhodou kyselina fosforečná. Alkohol je s výhodou vybrán ze skupiny zahrnující methanoi, ethanol, propan-l-ol a propan-2-ol, a jejich směsi. Teplota koagulační lázně je s výhodou v rozmezí 18 až 30 °C.

Je-li to potřeba, lze v průběhu koagulace v koagulační lázni nebo koagulaci vlákno dloužit při dloužícím poměru 1,1 až 7. Dloužící poměr je poměr délky dlouženého a nedlouženého vlákna. S výhodou se dlouží vlákno mírně oschlé - zavadlé. Dloužení vlákna je proces, při kterém je vlákno deformováno (natahováno) ve směru podélné osy viákna. Dojde ke zvýšení délky vlákna, snížení jeho průměru a ke zvýšení jemnosti vlákna. V důsledku orientace makromolekul a nadmolekulámích útvarů a v důsledku zvyšování obsahu krystalického podílu se zlepšují mechanické parametry vlákna — roste jeho pevnost a klesá tažnost. Rovněž může při procesu dloužení docházet k přechodu méně stabilní krystalické modifikace na stabilní.

Při vysoušení vlákna se odstraní z vlákna voda a zůstane pouze voda zabudovaná bezprostředně do jeho molekulové struktury. Vydloužené nebo nedloužené vlákno se bezprostředně uvádí do alkoholu - buď se alkholem promyje nebo se zavede do alkoholové lázně, přičemž alkoholem je s výhodou methanoi, ethanol, propan-1—ol, či propan-2-ol, který odstraní z vlákna vodu, tedy zůstane pouze voda vázaná ve vnitřní struktuře kyseliny hyaluronové. Alkoholová lázeň obsahuje 5 až 100 g alkoholu na 1 g vlákna a její teplota může být od 20 °C až po bod varu použitého alkoholu. Následuje převíjení vlákna a jeho sušení. Sušení vlákna je možné prostým stáním na vzduchu nebo v inertní atmosféře dusíku či CO₂ po dobu 1 hodiny až 5 dní při teplotě 20 až 80 °C.

Ve finálním vláknu zůstane určitý obsah rozpouštědel použitých v koagulační a sušicí lázni (čili kyselina a alkohol). Pomocí NMR spektroskopie lze tento obsah zbytkových rozpouštědel definovat v rozmezí od 0,2 do 5 % hmotn.

Dále jsme vlastním výzkumem zjistili, že vlákno na bázi kyseliny hyaluronové představuje anionícký póly elektrolyt, do kterého lze zavést polyvalentní kationy (Mn²⁺, Ca²⁺, Cr³⁺, Fe²*, Fe³*, Co²⁺, Co³*, Cu²⁺, Zn²⁺) a které je možné vlivem těchto polyvalentních kationů převést na vlákno ve vodě pomaleji rozpustné až nerozpustné (zesítění — vysycení všech „volných“ karboxylových skupin).

Předmětem vynálezu je dále vlákno sestávající z kyseliny hyaluronové a/nebo alespoň jedné sloučeniny obsahující kyselinu hyaluronovou a kovové ionty, přičemž vlákno může případně obsahovat kovové sloučeniny pocházející z výrobního procesu, pripravitelné způsobem podle předkládaného vynálezu, které má vlastnosti textilního vlákna, to znamená, že se z tohoto vlákna dají tkaním, pletením či paličkováním vyrábět textilie. Vlákno se skládá z kyseliny hyaluronové a/nebo alespoň jedné sloučeniny obsahující kyselinu hyaluronovou a kovové ionty, kde molekulová hmotnost makromolekul je v rozmezí 100 kDa až 3 MDa (stanovena metodou SECMALLS). S výhodou je průměr vlákna (monofilu, primárního vlákna) 4 pm až 1 mm, délková hmotnost 0,1 až 30 g/1000 m (0,1 až 30 tex), pevnost v tahu 0,65 až 3 cN.dtex ¹ a pevnost ve smyčce 20 až 80 % pevnosti v tahu. Předmětem vynálezu je rovněž kabílek hedvábí, který obsahuje 2 až 50 primárních vláken.

-9 CZ 302994 B6

Maximální obsah těchto kovových kationtů ve vlákně je uveden v následující tabulce

Tabulka 1

Ion kovu	Maximální obsah ve vlákně (% hmotn.)
Li*	1,80
Na*	5,72
K*	9,36
. ......Mg	3,11
Ča”	5,03
Mn75	6,77
Znz+	7,95
Fe2*	6,87
Ču75	7,75
čo35 1	7,22
Čr*	4,38
Fe3*	4,69
Co3*	4,93

Vlákno může případně obsahovat kovovou sloučeninu pocházející z výrobního procesu a jedná se o octany, mravenčany, sírany, chloridy, fluoridy, dusičnany, fosforečnany, hydroxidy, či oxidy kovů vybraných ze skupiny zahrnující lithium, sodík, draslík, vápník, hořčík, měď, mangan, zinek, chrom, železo a kobalt. Tyto sloučeniny mohou s kyselinou hyaluronovou vytvářet slabou či silnou interakci. V případě zinku vlákno může rovněž obsahovat jako kovové soli zinečnatany.

Dalším předmětem tohoto vynálezu je použití vlákna podle předloženého vynálezu pro přípravu tkaných a netkaných textilií.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 znázorňuje dloužené vlákno kyseliny hyaluronové připravené podle příkladu 4.

Obr. 2 znázorňuje pleteninu připravenou z vlákna kyseliny hyaluronové (příklad 4).

Obr. 3 znázorňuje tkaninu připravenou z vlákna kyseliny hyaluronové (příklad 4).

Obr. 4 znázorňuje vlákno vyrobené podle příkladu 6 - fotografie SEM.

Příklady provedení vynálezu

Snímky vláken byly provedeny na mikroskopu Tescan VEGA II LSU (Tescan, Brno). Tento mikroskop využívá wolframovou katodu a maximální rozlišení jsou 3 nm. Parametry měření byly následující: urychlovací napětí primárního elektronového svazku: 5kV, pracovní vzdálenost (working distance - WD): 4 až 5 mm, tlak v komoře: vysoké vakuum, režim zobrazení: sekun35 dámí elektrony.

- 10 CZ 302994 B6

Vlákna byla nalepena na uhlíkový lepící terčík a pak naprášena zlatém. Vrstva zlata na vzorku: cca 15 nm, naprašující stroj: SC7620 Mini Sputter Coater (Quorum Technologies, UK).

Infračervená spektra byla měřena na přístroji FTIR-8400S od firmy SHIMADZU. Vzorky byly měřeny ve formě KBr tablet.

Pevnost v tahu vláken byla měřena na dynamometru Instron 5500R (firmy Instron).

Pevnost vláken ve smyčce byla měřena na dynamometru Instron 55OOR (firmy Instron).

io

Molekulová hmotnost kyseliny hyaluronové, resp. hyaluronanů, byla měřena pomocí HPLC od firmy Shimadzu, který je doplněn detektorem rozptylu světla miniDAWN firmy Watt Technologies (tzv. metoda SEC-MALLS).

Zdánlivá viskozita byla měřena na reometru ARG2 od firmy TA Instruments. Měřicí systém, který byl použit, byl kužel (40 mm/l°)-deska. Údaje u kužele: první-průměr, druhý-úhel zkosení.

Difúzní NMR spektra neboli kapainé NMR vzorky byly analyzovány pomocí přístroje Bruker

Avance TM III 500 MHz operujícím při protonové frekvenci 500,25 MHz a vybaveným 5 mm Bruker BBFO Širokopásmovou sondou. Analýza a zpracování spekter bylo provedeno v programu Topspin 2.1 (Bruker Biospin). Všechna spektra byla získána bez rotace při teplotě 25 °C. Difúzní NMR spektra (Diffusion ordered spectroscopy - DOSY) byla měřena pomocí pulzní sekvence STEBPGP se stimulovaným echem a bipolámími gradienty. 32 skenů bylo kumulováno za použití formovaného sinového pulzu o délce 2,5 ms (tj. 5 ms pro bipolámí pulzní pár) v rozsahu od 0,674 do 32,030 Gcm-1 ve 24 inkrementech s difuzním časem 1000 až 1600 ms a 16K časovou doménou datových bodů. Zpracování bylo provedeno násobením dat faktorem rozšíření čáry 1Hz, potlačením zdánlivých píků faktorem 4 a nastavením maximálního interakčního čísla na 100, faktoru citlivosti šumu na 2, a počtu komponent na 1.

jo Příklad 1

Pod inertní atmosférou (helium, dusík) za intenzivního míchání bylo rozpuštěno 6 gramů hyaluronanu sodného (CPN s.r.o.. Dolní DobrouČ, Česká republika) o molekulové hmotnosti 1,7 MDa (stanoveno metodou SEC-MALLS) v 94 g vody za přídavku 0,64 g NaOH, až byl získán homo35 genní, dobře tekoucí viskózní roztok. Tento roztok byl zvlákněn průmyslovou tryskou používanou např. pro zvlákňování roztoku xanthogenanu celulózy. Tryska měla 24 otvorů o průměru 0,2 mm. Zvlákňování bylo provedeno mokrým způsobem. Jako srážecí (koagulační, zvlákňovací) lázeň byla použita směs 700 ml methanolu p.a. a 300 ml kyseliny mravenčí 98 % čisté. Bylo získáno nedloužené vlákno, které po 40 minutách odležení v koagu lační lázni bylo dlouženo o 50 % a promyto methanolem. Byl získán kabílek hedvábí o 24 elementárních vláknech, která měla průměr 22,5 pm.

Příklad 2

V atmosféře vzduchu za intenzivního míchání bylo rozpuštěno 6 gramů hyaluronanu sodného (CPN s.r.o., Dolní Dobrouč, Česká republika) o molekulové hmotnosti 1,7 MDa (stanovenou metodou SEC-MALLS) v 94 g vody za přídavku 0,51 g NaOH, až byl získán homogenní dobře tekoucí viskózní roztok vhodný pro zvlákňování. Tento roztok byl zvlákněn mokrým způsobem tryskou o průměru 0,4 mm do koagulační lázně o složení: 650 ml methanolu p.a. a 350 ml kyseliny mravenčí 98 % čisté. Rychlost průtoku zvlákňovacího roztoku tryskou byla 6 cm³.min¹. Bylo získáno nedloužené vlákno, jehož část byla po 40 minutách odležení v koagulační lázni dloužena o 50 % a poté promyta methanolem, podobně jako nedloužené vlákno. Byl získán monofíl (jednotlivé elementární vlákno), jehož pevnost v případě dloužení byla 1,635 mN.dtex' a tažnost

- 11 CZ 302994 B6 % po kondicionování pri 65% relativní vlhkosti oproti nedtouženému vláknu, které po kondicionaci za stejných podmínek mělo pevnost 0,588 mN.dtex ¹ a tažnost 24 %.

Příklad 3

V atmosféře vzduchu za intenzivního míchání bylo rozpuštěno 6 gramů hyaluronanu sodného (CPN s.r.o., Dolní Dobrouč, Česká republika) molekulové hmotnosti 1,7 MDa (stanovenou metodou SEC-MALLS) v 94 g vody za přídavku 0,51 g NaOH, až byl získán homogenní, dobře tekoucí viskózní roztok vhodný pro zvlákňování. Tento roztok byl zvlákněn mokrým způsobem tryskou o průměru 0,4 mm do koagulační lázně o složení: 700 ml methanolu p.a. a 300 ml kyselilo ny mravenčí 98 % čisté. Bylo získáno nedloužené vlákno. Část vlákna byla vydloužena po 15 minutách odležení o 70 %, druhá část vlákna byla vydloužena o 70 % po odložení v koagulační lázni 40 min. Vzorek, který byl ponechán v lázni 40 min, vykazuje pevnost 1,647 cN.dtex(pri 65% rel. vlhkosti) a tažnost 8 % oproti vzorku s odležením pouze 15 min, kde byla nalezena pevnost 0,945 cN.dtex'¹ a tažnost 7 %.

Příklad 4

V atmosféře vzduchu za intenzivního míchání bylo rozpuštěno 6 gramů hyaluronanu sodného (CPN s.r.o., Dolní Dobrouč, Česká republika) o molekulové hmotnosti 1,7 MDa (stanoveno metodou SEC-MALLS) v 94 g vody za přídavku 0,64 g NaOH až byl získán homogenní, dobře tekoucí viskózní roztok vhodný pro zvlákňování. Tento roztok byl zvlákněn sucho-mokrým způsobem tryskou o průměru 0,4 mm do koagulační lázně o složení: 700 ml ethanolu p.s. a 300 ml kyseliny mravenčí 98 % čisté. Dráha paprsku zvlákňování roztoku vzduchem před vstupem do koagulační lázně byla 1 cm. Nedloužené vlákno bylo ponecháno v koagulační lázni 15 hodin, poté bylo vlákno vydlouženo o 80 %, promyto methanolem a usušeno. Byl získán monofil vlákna s pevností 2,829 cN.dtex ¹ a tažnosti 9 % po kondicionaci při relativní vlhkosti vzduchu 65 %. Z takto připraveného vlákna (Obr. 1) byla zhotovena pletenina (Obr. 2) a tkanina (Obr. 3).

Příklad 5

V atmosféře vzduchu za intenzivního míchání bylo rozpuštěno 6 gramů hyaluronanu sodného (CPN s.r.o. Dolní Dobrouč, Česká republika) o molekulové hmotnosti 1,7 MDa (stanoveno metodou SEC-MALLS) v 94 g vody za přídavku 0,51 g NaOH, až byl získán homogenní, dobře tekoucí viskózní roztok vhodný pro zvlákňování. Tento roztok byl zvlákněn mokrým způsobem tryskou o průměru 0,4 mm do koagulační lázně o složení: 600 ml methanolu p.a. a 300 ml kyseliny mravenčí 98 % čisté a 100 g chloridu vápenatého bezvodého. Rychlost průtoku zvlákňovacího roztoku tryskou byla 6 cnf.min”¹. Bylo získáno nedloužené vlákno, které bylo po 30 minutách odležení v koagulační lázni dlouženo o 60 % a poté promyto methanolem. Byl získán monofil, jehož pevnost byla 0,73 cN.dtex”¹ a tažnost 3,4 % po kondicionování pri 65% relativní vlhkosti. Příklad 6

V 50ml kádince bylo smícháno 2 ml vodného roztoku NaOH (připravený vnesením 6,4 g peciček NaOH do 100 ml vody) a 18 ml H₂O (čistota demi). Pomalým prisypávántm bylo přidáno 1,6 g hyaluronanu sodného (CPN s.r.o., Dolní Dobrouč, Česká republika) o molekulové hmotnosti 2,6 MDa (stanoveno metodou SEC-MALLS) za velmi intenzivního míchání (1400 otáček/min) na magnetické míchačce Heidolph. Otáčky míchadla byly postupně snižovány s rostoucí visko45 žitou roztoku, aby se stále míchal. Tento roztok, kde koncentrace hyaluronanu je 7,4 %, byl míchán 18 hodin, kvůli dokonalé homogenitě. Poté byl přelit do 20ml injekční stříkačky, která byla ponechána otevřená na krátkou dobu (řádově minuty) pro zbavení bublin a injekční stříkačka byla uzavřena pístem.

Koagulační lázeň byla připravena smícháním propan-2-olu a 98% kyseliny octové v poměru (1:4 obj.) a přelitím této směsi do vysokého odměmého válce o objemu 500 ml. Injekční stří- 12CZ 302994 B6 kačka byla umístěna do lineárního dávkovače Nexus 5000 od firmy Chemyx. Na injekci byla připojena hadička se systémem Luer-lock délky 45 cm a na její konec připojena jehla Hamilton N NEEDLE (26/51/3) s průměrem otvoru 0,26 mm. Jehla byla ponořena do lázně asi 5 mm pod hladinu. Do dávkovače byly nastaveny parametry injekční stříkačky a rychlost dávkování (150 pm/min). Následně byl započat proces zvlákňování. Vlákno klesalo ke dnu válce po dráze přibližně 35 cm (spirálovitý pohyb), kde se postupně ukládalo. Při tomto procesu může docházet ke slepování vlákna, ale po vyjmutí z koagulační lázně lze velmi dobře vlákno rozmotat. Po ukončení zvlákňování byl zachycen konec vlákna a vlákno vytaženo z lázně na perforovanou cívku, kde postupně dosychalo a odpařila se těkavá srážedla.

io

Výsledné vlákno (Obr. 4) je tvořeno kyselinou hyaluronovou o molekulové hmotnosti 170,5 kDa s polydisperzitou 1,751 (stanoveno metodou SEC—MALLS). Pevnost vlákna se měřila na trhačce Instron 3343.

Tabulka 2. Výsledky měření pevnosti na trhačce Instron 3343

Číslo měřeni	Zatížení při přetrhu (N)	Relativní tahová deformace při přetrhu (%)	Tahové napětí pň přetrhu (MPa)	Youngúv modul (MPa)
1	1,549	49,949	136,918	4818,308
2	1,657	45,044	146,511	4789,980
3	1,623	43,578	143,541	4789,634
4	1,664	31,743	147,131	4525,190
5	1,661	36,183	146,873	4387,297
6	1,626	52,971	143,807	4928,441
7	1,691	47.089	149,539	4926,704
8	1,695	38,702	149,899	4601,137
9	1,584	49,432	140,030	5107,897
10	1,599	67,298	141,383	4985,042
11	1,539	54,573	136,109	4920,572
12	1,581	62,878	139,778	4933,848
13	1,742	48,667	154,026	5128,864
14	1,652	40,321	146,068	4932,798
15	1,722	43,583	152,226	5161,790
Střední hodnota	1,639	47,467	144,923	4862,500
Medián	1,652	47,089	146,068	4926,704
Variační koeficient	3,700	19,999	3,700	4,526
Směrodatná odchylka	0,061	9,493	5,363	220,075

- 13CZ 302994 B6

Příklad 7

V atmosféře vzduchu za intenzivního míchání bylo rozpuštěno 6 gramů hyaluronanu sodného (CPN s.r.o., Dolní Dobrouč, Česká republika) o molekulové hmotnosti 1,7 MDa (stanoveno metodou SEC-MALLS) v 94 g vody za přídavku 0,64 g NaOH až byl získán homogenní, dobře tekoucí viskózní roztok vhodný pro zvlákňování. Tento roztok byl zvlákněn mokrým způsobem tryskou o průměru 0,4 mm do koagulační lázně celkového objemu 250 ml. Po 30 minutách bylo získané vlákno z koagulační lázně vyjmuto, vydlouženo o přibližně 30 %, promyto methanolem a usušeno.

Tabulka 3. Mechanické vlastnosti vláken

Délka vlákna 50 mm, měření opakováno 7x, uváděné hodnoty jsou střední

Příklad	Složení koagulační lázně	Průměr vlákna /mm/	Jemnost (tex)	Zatíženi (N)	Tahové přetvoření (mm/mm)	Yangův modul (gf/tex)	Pevnost [MPa]	Relativní pevnost (cN/dtex)
7.1	30 % (obj.) MeOH + 70 % (obj.)CH3COOH	0,1544	27,82	2,26	0,07	276,45	121	0,813
7.2	30 % (obj.) 2- -propanolu + 70 % (obj.) CH3COOH	0,0897	12,50	1,70	0,11	286,59	269	1,36
7.3	30 % (obj.) EÍOH + 70 % (obj.) ch3cooh	0,1870	20,46	2,53	0,16	252,89	92,1	1,237
7.4* *	90 % (Obj.) CH3COOH + 10% (obj.) H2O	0,1878	28,77	1,85	0,07	180,09	66,82	0,64
7.5*	90 % (obj.) CH3COOH + 10% (obj.) EtOH	0,1923	32,05	2,81	0,09	240,63	96,8	0,8781

* Mokrý způsob zvlákňování ^x Postup dle WO 2009/050389

Byly prováděny pokusy s různými typy alkoholů v koagulační lázni. Použily se alkoholy methanol, glykol, 1,2-propandioI, 2-propanol a ethanol, z nichž nejvýhodnějšími se jevily methanol, ethanol a 2-propanol, a to zejména z technologických důvodů (snadné vyjmutí z lázně, rozmotání vlákna apod.). Z tabulky vyplývá, že pevnost vlákna je zvýšena díky přídavku alkoholu do koagulační lázně.

Příklad 8 (srovnávací příklad)

V 50 ml kádince byly smíchány 2 ml vodného roztoku NaOH (připraven vnesením 6,4 g peciček

NaOH do 100 ml vody) a 18 ml H₂O (čistota demi). Pomalým přisypáváním bylo přidáno 1,6 g hyaluronanu sodného (CPN s.r.o., Dolní Dobrouč, Česká republika) o molekulové hmotnosti 2,6 MDa (stanoveno metodou SEC-MALLS) za velmi intenzivního míchání (1400 otáček/min) na magnetické míchačce Heidolph. Otáčky míchadla byly postupně snižovány s rostoucí viskozitou roztoku, aby se stále míchal. Tento roztok, kde koncentrace hyaluronanu je 7,4 %, byl míchán 18 hodin, kvůli dokonalé homogenitě. Poté byl přelit do 20ml injekční stříkačky, která byla ponechána otevřená na krátkou dobu (řádově minuty) pro zbavení bublin a injekční stříkačka byla uzavřena pístem.

- 14 CZ 302994 B6

Koagulační lázeň byla připravena dle popisu v tabulce 4 ve vysokém odměmém válci o objemu 500 ml. Injekční stříkačka byla umístěna do lineárního dávkovače Nexus 5000 od firmy Chemyx. Na injekci byla připojena hadička se systémem Luer-lock délky 45 cm a na její konec připojena jehla Hamilton N NEEDLE (26/51/3) s průměrem otvoru 0,26 mm. Jehla byla ponořena do lázně s asi 5 mm pod hladinu. Do dávkovače byly nastaveny parametry injekční stříkačky a rychlost dávkování (150 pm/min). Následně byl započat proces zvlákňování. Výsledky vlivu jednotlivých kyselin jsou shrnuty v tabulce 4.

it Tabulka 4.

Příklad	Složení koagulační lázně	Vlastnosti
8.1	Kyselina citrónová nasycený roztok (1,3 kg/l)	Tvořící se vlákno drží v lázni tvar, drží se u hladiny, zaplétá se. Na vzduchu neudrží tvar vlákna
8.2	Kyselina citrónová nasycený roztok + H2O (3:1)	Tvořící se vlákno drží v lázni tvar, drží se u hladiny, zaplétá se. Po čase rozbředá a rozpouští se.
8.3	Kyselina citrónová nasycený roztok+ H2O (1:1)	Od začátku se vlákno tvoří velmi špatně, drží se u hladiny. Velmi rychle rozbředá, po čase se rozpouští.
8.4	HNO3 konc. (68%)	Vlákno stoupá vzhůru, zamotává se, spojuje a postupně rozpouští.
8.5	HNO3 konc. + HZO (3:1)	Vlákno stoupá vzhůru, zamotává se, spojuje a postupně rozpouští.
8.6	HNO3 konc. + H2O (1:1)	Vlákno stoupá vzhůru, zamotává se, spojuje a poměrně rychle se rozpouští.
8.7	HCI konc. (36%)	Vlákno se tvoří, po opuštění trysky však udrží tvar jen cca 2 cm a poté se rozpouští.
8.8	HCI konc. + H2O (3:1)	Vlákno se netvoří
8.9	HCI konc. + H2O (1:1)	Vlákno se netvoří
8.10	H3PO4 konc. (85%)	Vlákno se tvoří a stoupá vzhůru, drží tvar, dá se vytáhnout z lázně. Vlákno vykazuje nízkou pevnost, neměřeny mechanické vlastnosti.
8.11	H3PO4 konc. + H2O (3:1)	Vlákno se tvoří a stoupá vzhůru, drží tvar, dá se vytáhnout z lázně. Mechanické vlastnosti horší než pro neředěnou kyselinu.
8.12	H3PO4 konc. + H2O (1:1)	Vlákno se tvoří a stoupá vzhůru, drží tvar, dá se vytáhnout z lázně. Mechanické vlastnosti horší než pro neředěnou kyselinu.

- 15CZ 302994 B6

Všechny poměry složek v lázních jsou připraveny objemově, H₃PO₄ byla 85%, HCI 36% a HNO₃ 68%. Kyselina citrónová byla připravena jako nasycený roztok (1,3 kg/litr H₂O).

Z výše uvedené tabulky plyne, že z testovaných kyselin je vhodná pouze H₃PO₄, která umožní tvorbu a uchování vlákna, které lze následně použít pro výrobu netkané textilie. Dále je zřejmé, že přítomnost vody v koagu lační lázni zhoršuje proces tvorby vlákna.

Příklad 9

V atmosféře vzduchu za intenzivního míchání bylo rozpuštěno 6 gramů hyaluronanu sodného (CPN s.r.o., Dolní Dobrouč, Česká republika) o molekulové hmotnosti 1,7 MDa (stanoveno metodou SEC-MALLS) v 94 g vody za přídavku 0,51 g NaOH, až byl získán homogenní, dobře tekoucí viskózní roztok vhodný pro zvlákňování. Po jedné hodině od počátku míchání byl tento připravený roztok zvlákněn mokrým způsobem v zařízení umožňující zvlákňování vysoce viskózních roztoků tryskou o průměru 0,4 mm do koagu lační lázně o složení: 700 ml methanolu p.a. a 300 ml kyseliny mravenčí 98 % čisté. Po 30 minutách odležení v koagu lační lázni bylo vlákno vydlouženo o 80 %, vydloužené vlákno bylo promyto methanolem a usušeno při 20 °Č. Pevnost tohoto vlákna byla 1,94 cN/dtex a tažnost 8% (při 65% rel. vlhkosti).

Příklad 10

V atmosféře vzduchu za intenzivního míchání bylo rozpuštěno 6 gramů hyaluronanu sodného o molekulové hmotnosti 1,7 MDa (stanoveno metodou SEC-MALLS) v 94 g vody za přídavku 0,64 g NaOH. Po 30 minutách míchání bylo přidáno 0,1978 g CaCl₂.2H₂O v 10 ml destilované vody a dále mícháno až byl získán homogenní, dobře tekoucí viskózní roztok vhodný pro zvlákňování. Tento roztok byl zvlákněn mokrým způsobem tryskou o průměru 0,4 mm do koagu lační lázně o složení: 650 ml methanolu p.a. a 350 ml kyseliny mravenčí 98 % čisté. Rychlost průtoku zvlákňovacího roztoku tryskou byla 6 cm³.min Bylo získáno nedloužené vlákno, které bylo po 40 minutách odležení v koagu lační lázni dlouženo o 60 %, promyto methanolem a při laboratorní teplotě usušeno. Získané vlákno mělo jemnost 18,45 tex, průměr 99,88 μ, pevnost 1,182 cN/dtex (0,2784 GPa).

Obsah Ca²'= 1013 [mg-kg’¹].

Příklad 11

Postupem popsaným v příkladu 4 bylo připraveno vlákno (vydloužené, usušené), které mělo výchozí pevnosti 2,829 cN/dtex (0,3539 GPa) - protažení při přetrhu 9 %. Toto vlákno bylo ponořeno do metalizační lázně o složení 2 g kamence chromito-draselněho (KCr(SO₄)₂. 12H₂O), 650 ml methanolu p.a., 350 ml kyseliny mravenčí 98 % čisté a 10 ml vody. V této lázni bylo za laboratorní teploty ponecháno 24 hodin. Po této době byl návin vlákna z lázně vyjmut, opláchnut methanolem a při laboratorní teplotě usušen. Pevnost výsledného vlákna je 1,097 cN/dtex (0,1954 GPa), prodloužení při přetrhu 3 %.

Obsah Cr³⁺ = 990,9 [mg.kg^-1].

Příklad 12

Postupem popsaným v příkladu 4 bylo připraveno vlákno (vydloužené, usušené), které mělo výchozí pevnosti 1,715 cN/dtex (0,2290 GPa) - protažení při přetrhu 6%, Toto vlákno bylo ponořeno do lázně o složení: 2 g síranu měďnatého (CuSO₄.5H₂O), 650 ml methanolu p.a., 350 ml kyseliny mravenčí 98 % čisté a 10 ml vody. V této lázni bylo za laboratorní teploty ponecháno 24 hodin. Po této době byt návin vlákna z lázně vyjmut, opláchnut methanolem a při labo- 16CZ 302994 Β6 ratomí teplotě usušen. Pevnost výsledného vlákna je 1,197 cN/dtex (0,1826 GPa), prodloužení při přetrhu 4 %.

Obsah Cu²⁺ = 3780 [mg.kg“¹].

Příklad 13

V atmosféře vzduchu za intenzivního míchání bylo rozpuštěno 6 gramů hyaluronanu sodného o molekulové hmotnosti 1,79 MDa (stanoveno metodou (stanoveno metodou SEC-MALLS) v94g vody za přídavku 0,64 g NaOH. Po 30 minutách míchání bylo přidáno 0,387 g ZnSO4.7H₂O (mol. hmotnost 287,558) v 10 ml destilované vody a dále mícháno až byl získán homogenní, dobře tekoucí viskózní roztok vhodný pro zvlákňování. Tento roztok byl zvlákněn mokrým způsobem tryskou o průměru 0,4 mm do koagulační lázně o složení: 650 ml methanolu p.a. a 350 ml kyseliny mravenčí 98 % čisté. Rychlost průtoku zvlákňovacího roztoku tryskou byla 6 cm³, min^-1. Bylo získáno nedloužené vlákno, které bylo po 30 minutách odležení v koagulační lázni dlouženo o 60 %, promyto methanolem a při laboratorní teplotě usušeno. Získané vlákno mělo jemnost 18,87 tex, průměr 123,49 pm, pevnost 1,298 cN/dtex (0,2046 GPa). Obsah Zn²⁺ 1104 [mg.kg^-1].

Příklad 14

V atmosféře vzduchu za intenzivního míchání bylo rozpuštěno 6 gramů hyaluronanu sodného o molekulové hmotnosti 1,79 MDa - [vzorek označení 290110 - 2] - (stanoveno metodou SECMALLS) v 94 g vody za přídavku 0,64 g NaOH. Vše se míchalo, až byl získán homogenní, dobře tekoucí viskózní roztok vhodný pro zvlákňování. Tento roztok byl zvlákněn mokrým způsobem tryskou o průměru 0,4 mm při vzdušné mezeře 1 cm do koagulační lázně o složení: 650 ml methanolu p.a. a 350 ml kyseliny mravenčí 98 % čisté. Rychlost průtoku zvlákňovacího roztoku tryskou byla 6 cm³.min“¹. Bylo získáno nedloužené vlákno, které bylo po 40 minutách odležení v koagulační lázni dlouženo o 60 % a promyto methanolem. Ještě mokré vlákno bylo „metalizováno“ v roztoku o složení: 4 g chloridu chromitého (hexahydrát) a 2 g bezvodého uhličitanu sodného v 250 ml propan—2-olu. Doba odležení byla 21 dní. Po vyjmutí zmetalizační lázně bylo vlákno promyto methanolem a při laboratorní teplotě usušeno. Získané vlákno je nerozpustné ve vodě při laboratorní teplotě.

Obsah Cr³⁺ iontů: 2217 [mg.kg^-1].

Mechanické parametry vlákna: pevnost 1,097 cN/dtex (0,1954 GPa), prodloužení při přetrhu 3 %.

Příklad 15

V atmosféře vzduchu za intenzivního míchání bylo rozpuštěno 6 gramů hyaluronanu sodného o molekulové hmotnosti 1,79 MDa - [vzorek označení 290110 - 2] - (stanoveno metodou SECMALLS) v 94 g vody za přídavku 0,64 g NaOH. Vše se míchalo, až byl získán homogenní, dobře tekoucí viskózní roztok vhodný pro zvlákňování. Tento roztok byl zvlákněn sucho-mokrým způsobem tryskou o průměru 0,4 mm při vzdušné mezeře 1 cm do koagulační lázně o složení: 650 ml methanolu p.a. a 350 ml kyseliny mravenčí 98 % čisté. Rychlost průtoku zvlákňovacího roztoku tryskou byla 6cm³.min^-1. Bylo získáno nedloužené vlákno, které bylo po 40 minutách odležení v koagulační lázni dlouženo o 60 % a promyto methanolem a usušeno při laboratorní teplotě. Usušené vlákno bylo „metalízo váno“ v metal izačn í lázni o složení: 4 g chloridu chromitého (hexahydrát) a 2 g bezvodého uhličitanu sodného v 250 ml propan-2~olu. Doba odležení byla 21 dní. Po vyjmutí zmetalizační lázně bylo vlákno promyto methanolem a při laboratorní teplotě usušeno.

Získané vlákno je nerozpustné ve vodě při laboratorní teplotě.

Obsah Cr³⁺ iontů: 1445 [mg.kg^-1].

Mechanické parametry vlákna: pevnost 1,93 cN/dtex (0,377 GPa), prodloužení při přetrhu 6 %.

- 17CZ 302994 B6

Příklad 16

V atmosféře vzduchu za intenzivního míchání bylo rozpuštěno 5,94 gramů hyaluronanu sodného o molekulové hmotnosti 1,79 MDa - [vzorek označení 290110 - 2] - (stanoveno metodou SECMALLS) v 94 g vody za přídavku 0,64 g NaOH. K tomuto roztoku se přidalo 0,06 gramů vlákna připraveného v příkladu 11 (obsah Cr³⁺ = 990,9 [mg.kg ’]). Roztok byl míchán až byl získán homogenní, dobře tekoucí viskózní roztok vhodný pro zvlákňování. Tento roztok byl zvlákněn sucho-mokrým způsobem tryskou o průměru 0,4 mm při vzdušné mezeře 1 cm do koagulační lázně o složení: 650 ml methanolu p.a. a 350 ml kyseliny mravenčí 98 % čisté. Rychlost průtoku zvlákňovacího roztoku tryskou byla 6 cm³.min“¹. Bylo získáno nedloužené vlákno, které byla po 40 minutách odležení v koagulační lázni dlouženo o 60 % a promyto methanolem a usušeno při laboratorní teplotě. Bylo získáno vlákno s obsahem Cr³⁺ = 9,8 [mg.kg“¹].

Příklad 17

V atmosféře vzduchu za intenzivního míchání bylo rozpuštěno 6 gramů hyaluronanu sodného o molekulové hmotnosti t,79 MDa - [vzorek označení 290110-2] - (stanoveno metodou SECMALLS) v 94 g vody za přídavku 0,64 g NaOH. Vše se míchalo a rozpustilo, až byl získán homogenní, dobře tekoucí viskózní roztok vhodný pro zvlákňování. Tento roztok byl zvlákněn mokrým způsobem tryskou o průměru 0,4 mm při vzdušné mezeře 1 cm do koagulační lázně o složení: 650 ml methanolu p.a. a 350 ml kyseliny mravenčí 98 % čisté. Rychlost průtoku zvlákňovacího roztoku tryskou byla 6cm³.min“'. Bylo získáno nedloužené vlákno, které bylo po 40 minutách odležení v koagulační lázni dlouženo o 60 % a promyto methanolem. Ještě mokré vlákno bylo „metalízováno“ v roztoku o složení: 16 g síranu měďnatého (pentahydrát) ve směsi 650 ml methanolu p.a. a 350 ml kyseliny mravenčí 98% čisté. Doba odležení byla 21 dní. Po vyjmutí z metal izační lázně bylo vlákno promyto methanolem a při laboratorní teplotě usušeno. Získané vlákno se ve vodě při laboratorní teplotě rozpouští.

Obsah Cu² iontů: 52418 [mg.kg¹].

Mechanické parametry vlákna: pevnost 1,197 cN/dtex (0,1826 GPa), prodloužení při přetrhu 4 %.

Příklad 18 (srovnávací příklad)

V atmosféře vzduchu za intenzivního míchání bylo rozpuštěno 6 gramů hyaluronanu sodného (CPN s.r.o., Dolní Dobrouč, Česká republika) o molekulové hmotnosti 1,7 MDa (stanoveno metodou SEC-MALLS) v 94 g vody za přídavku 0,51 g NaOH, až byl získán homogenní, dobře tekoucí viskózní roztok vhodný pro zvlákňování. Tento roztok byl zvlákněn mokrým způsobem tryskou o průměru 0,4 mm do koagulační lázně o objemu I litr, která obsahovala vodu a 200 g chloridu vápenatého hexahydrátu. Bylo získáno Špatně dloužitelné, po čase křehnoucí vlákno s pevností při přetrhu 0,49 cN/dtex a prodloužením při přetrhu 2,6 %.

Příklad 19 (srovnávací příklad - postup dle WO 2009/050389)

V atmosféře vzduchu za intenzivního míchání bylo rozpuštěno 6 gramů hyaluronanu sodného (CPN s.r.o., Dolní Dobrouč, Česká republika) o molekulové hmotnosti 1,7 MDa (stanoveno metodou SEC-MALLS) v 94 g vody za přídavku 0,51 g NaOH, až byl získán homogenní, dobře tekoucí viskózní roztok vhodný pro zvlákňování. Tento roztok byl zvlákněn mokrým způsobem tryskou o průměru 0,4 mm do koagulační lázně o složení: 900 ml koncentrované kyseliny octové a 100 ml destilované vody. Rychlost průtoku zvlákňovacího roztoku tryskou byla 6 cm³.min“¹. Bylo získáno nedloužené vlákno, které bylo po 30 minutách odležení v koagulační lázni dlouženo o 50 % a poté usušeno při 20 °C. Byl získán monofil, jehož pevnost byla 0,64 cN/dtex (66,82 MPa). V tabulce je uvedeno srovnání s vlákny připravenými dle příkladů 3 a 4, podrobenými stejnému dloužení.

- 18CZ 302994 B6

Postup	Pevnost vlákna (cN/dtex)	Zatížení pň přetrhu (MPa)
Vlákno připravené dle WO 2009/050389 (Příklad 19 - srovnávací)	0,64	66,82
Vlákno připravené dle Příkladu 3 tohoto patentu	1,647	248,5
Vlákno připravené dle Příkladu 4 tohoto patentu	2,829	353,6

Claims (26)

1. PATENTOVÉ NÁROKY io 1. Způsob přípravy vláken na bázi kyseliny hyaluronové a/nebo její kovové sloučeniny, vyznačený tím, že se připraví zvlákňovací vodný roztok kyseliny hyaluronové a/nebo kovové sloučeniny kyseliny hyaluronové obsahující 0,001 až 10N báze a 0,01 až 8% hmotn. kyseliny hyaluronové a/nebo její kovové sloučeniny; následně se roztok zvlákní tryskou do koagulační lázně obsahující 1 až 99% hmotn, alkoholu, 1 až 99% hmotn. kyseliny a maximálně

   15 10 % hmotn. vody, následně se vlákno promyje a usuší.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že se po zvláknění v koagulační lázni provede alespoň jeden z kroků vybraných ze skupiny zahrnující zrání vlákna v koagulační lázni po dobu 1 s až 48 hodin a dloužení vlákna při dloužícím poměru v rozmezí 1,1 až 7.
3. 3. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačený tím, že zvlákňovací roztok obsahuje kyselinu hyaluronovou a/nebo její kovovou sloučeninu, a bázi vybranou ze skupiny zahrnující LiOH, NaOH, KOH, Li₂CO₃, Na₂CO₃, K₃CO₃, LiHCO₃, NaHCO₃ a KHCO₃, koagulační lázeň obsahuje alkohol vybraný ze skupiny zahrnující methanol, ethanol, 1 -propanol

   25 a 2-propanol, a kyselinu vybranou ze skupiny zahrnující kyselinu mravenčí, octovou, propionovou nebo jejich směs, promytí se provede alkoholem vybraným ze skupiny zahrnující methanol, ethanol, 1-propanol a 2-propanol, a vysušení se provede stáním na vzduchu nebo v atmosféře dusíku nebo CO₂ po dobu 1 hodiny až 5 dní při teplotě 20 až 80 °C.

   30
4. 4. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačený tím, že kyselina hyaluronová a/nebo její kovová sloučenina má molekulovou hmotnost v rozmezí 100 kDa až 3 MDa a kovová sloučenina kyseliny hyaluronové je vybrána ze skupiny zahrnující Li⁺, Na’, K⁺, Ca²; Mg²* sůl.

   35
5. 5. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačený tím, že se zvlákňovací roztok připravuje pod inertní atmosférou.
6. 6. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačený tím, že koagulační lázeň obsahuje 40 až 70 % hmotn. methanolu nebo ethanolu, 30 až 60 % hmotn. kyseliny mra40 věnčí nebo kyseliny octové a maximálně 5 % hmotn. vody.
7. 7. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačený tím, že se zvlákňovací roztok připraví tak, že se nejprve připraví roztok báze o koncentraci 0,001 až 10 N, a do něj se vnáší postupně za míchání kyselina hyaluronová a/nebo její kovová sloučenina tak, aby vznikl

   45 roztok o koncentraci 0,01 až 8 % hmotn, kyseliny hyaluronové a/nebo její kovové sloučeniny, výsledný roztok se pak míchá po dobu 20 minut až 10 hodin za teploty 18 až 35 °C do vzniku homogenního roztoku.

   - 19CZ 302994 B6
8. 8. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačený tím, že zvlákňovací vodný roztok kyseliny hyaluronové a/nebo kovové sloučeniny kyseliny hyaluronové obsahuje 0,001 až 10N báze, 0,01 až 8% hmotn. kyseliny hyaluronové a/nebo její kovové sloučeniny a dále sůl kovu, přičemž množství soli kovu je dáno rozpustností soli kovu ve zvlákňovacím roztoku a přičemž množství přechodného kovu ve zvlákňovacím roztoku je maximálně 10 mg/1 kg celkového množství kyseliny hyaluronové a její kovové sloučeniny.
9. 9. Způsob podle nároku 8, vyznačený tím, že sůl kovu je vybrána ze skupiny zahrnující hydroxidy, uhličitany, hydrogenuhličitany, octany, mravenčany, chloridy, sírany, fluoridy, dusičnany a hydráty kovů vybraných ze skupiny zahrnující Li⁺, Na*, K*, Ca²*, Mg²*, Cr³*, Mn²*, Fe²*, Fe³*, Co^í+, Co³*, Cu²*, Zn²*.
10. 10. Způsob podle kteréhokoli z nároků 8a 9, vyznačený tím, že se nejprve připraví roztok báze o koncentraci 0,001 až 10 N, a do něj se vnáší postupně za míchání kyselina hyaluronová a/nebo její kovová sloučenina tak, aby vznikl roztok o koncentraci 0,01 až 8 % hmotn. kyseliny hyaluronové a/nebo její kovové sloučeniny, poté se k roztoku přidá sůl kovu tak, aby maximální množství přechodného kovu bylo 10 mg/1 kg celkového množství kyseliny hyaluronové a její kovové sloučeniny, výsledný roztok se pak míchá po dobu 20 minut až 10 hodin za teploty 18 až 35 °C do vzniku homogenního roztoku.
11. 11. Způsob podle kteréhokoli z nároků lažó, vyznačený tím, že koagulační lázeň obsahuje alkohol a kyselinu a jednu nebo více solí kovu.
12. 12. Způsob podle nároku 11, vyznačený tím, že sůl kovu je vybrána ze skupiny zahrnující hydroxidy, uhličitany, hydrogenuhličitany, octany, mravenčany, chloridy, sírany, fluoridy, dusičnany a hydráty těchto solí, kovů vybraných ze skupiny zahrnující Li*, Na*, K⁺, Ca²⁺, Mg²*, Cr³*, Mn⁺, Fe²*, Fe³*, Co²*, Co³*, Cu²*, Zn²*, v koncentraci 0,01 až 10 N.
13. 13. Způsob podle kteréhokoli z nároků 11 a 12, vyznačený tím, že koagulační lázeň obsahuje roztok vápenaté soli ve směsi 5 až 95 % hmotn. alkoholu, 5 až 95 % hmotn. kyseliny a maximálně 10 % hmotn. vody.
14. 14. Způsob podle kteréhokoli z nároků laž 6, vyznačený tím, že se promyté nebo promyté a usušené vlákno uloží do metalizační lázně obsahující sůl kovu a alkohol na dobu 20 minut až 21 dní, pak se promyje a usuší.
15. 15. Způsob podle nároku 14, vyznačený tím, že sůl kovu je vybrána ze skupiny zahrnující octany, mravenčany, chloridy, sírany, fluoridy, dusičnany a hydráty těchto solí, kovů vybraných ze skupiny zahrnující Mn²*, Ca²*, Cr³*, Fe²*, Fe³*, Co²*, Co³*, Cu²⁺, Zn²* ajejich směsi a alkohol je vybrán ze skupiny zahrnující methanol, ethanol, 1-propanol a 2-propanol.
16. 16. Způsob podle kteréhokoli z nároků 14 nebo 15, vyznačený tím, že metalizační lázeň obsahuje sůl kovu o koncentraci 5,10'⁵ až 1.10“² Μ, 1 až 99 % hmotn. alkoholu, 1 až 99 % hmotn. kyseliny vybrané ze skupiny zahrnující kyselinu mravenčí, octovou, propionovou nebo jejich směs, a maximálně 10 % hmotn. vody.
17. 17. Způsob podle kteréhokoli z nároků 14 nebo 15, vyznačený tím, že metalizační lázeň obsahuje sůl kovu o koncentraci 5.10“⁵ až 1.10“’ Μ, 1 až 99% hmotn. alkoholu a maximálně 10 % hmotn. vody.
18. 18. Způsob podle nároku 17, vyznačený tím, že metalizační lázeň dále obsahuje bázi vybranou ze skupiny zahrnující LiOH, NaOH, KOH, Li₂CO₃, Na₂CO₃, K₂CO₃, LiHCO₃, NaHCO₃ a KHCO₃ v koncentraci 5.10“⁵ až 1 N.

    -20CZ 302994 B6
19. 19. Způsob podle kteréhokoli z nároků l až 6, vyznačený tím, že zvlákňovací vodný roztok obsahuje 0,001 až 10 N báze, 0,01 až 8 % hmotn. kyseliny hyaluronové a/nebo její kovové sloučeniny a vláken kyseliny hyaluronové s obsahem kovu vybraného ze skupiny zahrnující Li⁺, Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Mn²⁺, Fe²\ Fe³⁺, Co²⁺, Co³⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, kde maximální celkový obsah Fe², Fe³⁺, Co²⁺, Co³⁺, Cu²⁺ a Cr³’ ve vláknech kyseliny hyaluronové je 1.10“³ % hmotn.
20. 20. Způsob podle nároku 19, vyznačený tím, že vlákna kyseliny hyaluronové ve zvláknovacím roztoku jsou vlákna připravená způsobem podle kteréhokoli z nároků 7 až 18.
21. 21. Způsob podle kteréhokoli z nároků 19a 20, vyznačený tím, že se nejprve připraví roztok báze o koncentraci 0,001 až 10 N, a do tohoto roztoku se vnáší postupně za míchání vlákna kyseliny hyaluronové s obsahem kovu a kyselina hyaluronová a/nebo její kovová sloučenina tak, aby vznikl roztok o celkové koncentraci vláken kyseliny hyaluronové a kyseliny hyaluronové a/nebo její kovové sloučeniny 0,01 až 8 % hmotn., výsledný roztok se pak míchá po dobu 20 minut až 10 hodin za teploty 18 až 35 °C do vzniku homogenního roztoku.
22. 22. Vlákno připravené způsobem podle kteréhokoliv z předchozích nároků.
23. 23. Viákno na bázi kyseliny hyaluronové a/nebo její kovové sloučeniny, vyznačené tím, že obsahuje kyselinu hyaluronovou a/nebo její kovovou sloučeninu o molekulové hmotnosti v rozmezí 100 kDa až 3 MDa a že průměr vlákna, monofilu, primárního vlákna, je 4 pm až 1 mm, délková hmotnost 0,1 až 30 g/1000 m (0,1 až 30 tex), pevnost v tahu 0,65 až 3 cN.dtex'¹ a pevnost ve smyčce 20 až 80 % pevnosti v tahu.
24. 24. Vlákno na bázi kyseliny hyaluronové a/nebo její kovové sloučeniny, vyznačené tím, že obsahuje kyselinu hyaluronovou a/nebo její kovovou sloučeninu o molekulové hmotnosti v rozmezí 100 kDa až 3 MDa a kov vybraný ze skupiny zahrnující Li\ Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cr³⁺, Mn²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Co²⁺, Co³⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, a že průměr vlákna, monofilu, primárního vlákna, je 4 pm až 1 mm, délková hmotnost 0,1 až 30 g/1000 m (OJ až 30 tex), pevnost v tahu 0,65 až 3 cN.dtex'¹ a pevnost ve smyčce 20 až 80 % pevnosti v tahu.
25. 25. Kabílek hedvábí, který obsahuje 2 až 50 primárních vláken podle kteréhokoli z nároků 22 až 24.
26. 26. Použití vlákna a/nebo kabílku hedvábí podle kteréhokoli z nároků 22 až 25 pro výrobu tkaných i netkaných textilií.